專利名稱：動力電池的荷電狀態估算方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及動力電池的荷電狀態估算領域，特別是涉及一種動力電池的荷電狀態估算方法及裝置。
背景技術：
隨著能源和環保問題的日益突出，純電動汽車和混合電動汽車受到世界各國的高度重視。作為發展電動汽車的關鍵技術之一的電池管理系統(Battery ManagementSystem，BMS)，其性能的優劣很大程度上制約了電動汽車的整體性能。而BMS的核心部分是對動力電池SOC (State Of Charge，荷電狀態)的準確估算。其中，SOC可以體現動力電池的剩余電量。目前，現有的動力電池的SOC估算方法為安時積分法。該方法的計算原理為:
權利要求
1.一種動力電池的荷電狀態估算方法，其特征在于，包括: 在動力電池的本次運行過程中，當當前時刻為預設估算時刻時，確定所述動力電池的動力電池參數，其中，所述動力電池參數為從與所述動力電池對應的電池模型獲得的參數；所述預設估算時刻為與所述動力電池的本次開始運行時刻間隔n個第二預設時間段的時亥IJ，以及所述動力電池在本次工作之前的非工作時間小于第一預設時間的本次開始運行時刻，n彡I且n為整數； 確定以所述動力電池參數作為向量元素的初始電池系統狀態空間向量； 獲取與所述動力電池對應的初始修正矩陣，其中，所述初始修正矩陣為依據所述電池模型獲得的預設矩陣； 采集所述動力電池的動力電池系統狀態系數，并根據所述動力電池系統狀態系數和所述初始電池系統狀態空間向量，計算與所述動力電池對應的預估電池系統狀態空間向量，其中，所述電池系統狀態系數為依據所述電池模型獲得的參數； 根據所述動力電池系統狀態系數和所述初始修正矩陣中的初始誤差協方差矩陣，計算與所述動力電池對應的預估誤差協方差矩陣； 根據所述預估誤差協方差矩陣和所述動力電池系統狀態系數，計算與所述動力電池所對應的濾波增益； 根據所述濾波增益、所述初始修正矩陣中的預估誤差協方差矩陣，對所述預估電池系統狀態空間向量進行修正，以得到與所述動力電池對應的目標電池系統狀態空間向量；從所述目標電池系統狀態空間向量中確定出與所述動力電池對應的荷電狀態。
2.根據權利要 求1所述的方法，其特征在于，所述確定動力電池的動力電池參數，包括: 當所述預設估算時刻為所述動力電池在本次工作之前的非工作時間小于第一預設時間的本次運行開始時刻時，將上次運行結束時刻時所述動力電池的動力電池參數作為所述動力電池的動力電池參數； 當所述預設估算時刻為與所述動力電池的運行開始時刻間隔n (n > I且n為整數)個第二預設時間段的時刻時，將所述動力電池在上一預設估算時刻的動力電池參數作為所述動力電池的動力電池參數。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，還包括: 當未達到預設估算時刻時，在判斷出當前時刻為所述動力電池在本次工作之前的非工作時間不小于第一預設時間的本次開始運行時刻時，采集所述動力電池的開路電壓，根據預設的開路電壓與荷電狀態的映射關系，獲得所述動力電池的荷電狀態。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述電池模型為Thevenin電池模型，相應的，上次運行結束時刻時所述動力電池的動力電池參數、上一預設估算時刻的動力電池參數，分別包括: 動力電池的極化電壓、歐姆內阻、極化內阻、極化電容和荷電狀態。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始修正矩陣，包括: 初始誤差協方差矩陣、初始系統噪聲方程矩陣、初始觀測噪聲方差矩陣和初始增益修正系數矩陣。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述動力電池系統狀態系數，包括:動力電池的端電壓、電流信號和溫度信號。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，根據所述動力電池系統狀態系數和所述初始電池系統狀態空間向量，計算與所述動力電池對應的預估電池系統狀態空間向量所采用的公式，包括:
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，根據所述動力電池狀態系數和所述初始修正矩陣中的初始誤差協方差矩陣，計算與所述動力電池對應的預估誤差協方差矩陣所采用的公式，包括:
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，根據所述預估誤差協方差矩陣和所述動力電池系統狀態系數，計算與所述動力電池對應的濾波增益所采用的公式，包括:L(k) = ζ*K(k)，其中，;為增益修正系數矩陣；
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，根據所述濾波增益、所述初始修正矩陣中的預估誤差協方差矩陣，對所述預估電池系統狀態空間向量進行修正所采用的公式，包括:
11.一種動力電池的荷電狀態估算裝置，其特征在于，包括: 動力電池參數確定模塊，用于在動力電池的本次運行過程中，當當前時刻為預設估算時刻時，確定所述動力電池的動力電池參數，其中，所述動力電池參數為從與所述動力電池對應的電池模型獲得的參數；所述預設估算時刻為與所述動力電池的本次開始運行時刻間隔n個第二預設時間段的時刻，以及所述動力電池在本次工作之前的非工作時間小于第一預設時間的本次開始運行時刻，n彡I且n為整數； 初始電池系統狀態空間向量確定模塊，用于確定以所述動力電池參數作為向量元素的初始電池系統狀態空間向量； 初始修正矩陣獲取模塊，用于獲取與所述動力電池對應的初始修正矩陣，其中，所述初始修正矩陣為依據所述電池模型獲得的預設矩陣； 預估電池系統狀態空間向量計算模塊，用于采集所述動力電池的動力電池系統狀態系數，并根據所述動力電池系統狀態系數和所述初始電池系統狀態空間向量，計算與所述動力電池對應的預估電池系統狀態空間向量，其中，所述電池系統狀態系數為依據所述電池模型獲得的參數； 濾波增益計算模塊，用于根據所述預估誤差協方差矩陣和所述動力電池系統狀態系數，計算與所述動力電池所對應的濾波增益； 目標電池系統狀態空間向量獲取模塊，用于根據所述濾波增益、所述初始修正矩陣中的預估誤差協方差矩陣，對所述預估電池系統狀態空間向量進行修正，以得到與所述動力電池對應的目標電池系統狀態空間向量； 荷電狀態確定模塊，用于從所述目標電池系統狀態空間向量中確定出與所述動力電池對應的荷電狀態。
全文摘要
本發明公開了一種動力電池的荷電狀態估算方法及裝置。所述方法包括確定動力電池的動力電池參數；確定以所述動力電池參數作為向量元素的初始電池系統狀態空間向量；獲取與所述動力電池對應的初始修正矩陣；計算與所述動力電池對應的預估電池系統狀態空間向量、預估誤差協方差矩陣、濾波增益；對所述預估電池系統狀態空間向量進行修正，以得到相應的目標電池系統狀態空間向量；從所述目標電池系統狀態空間向量中確定出相應的荷電狀態。可見，本方案中，當動力電池參數不準確時，通過增加的修正過程降低了本次荷電狀態的估算誤差，并進一步降低了后續預設估算時刻的荷電狀態的估算誤差，從而提高了對動力電池的荷電狀態估算的準確性。
文檔編號G01R31/36GK103235266SQ20131010796
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者張新瑩, 姚振輝, 薛山, 鄭英, 張友群, 趙天林 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司